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        <a href="https://github.com/sumumm" title="GitHub → https:&#x2F;&#x2F;github.com&#x2F;sumumm" rel="noopener me" target="_blank"><i class="fab fa-github fa-fw"></i>GitHub</a>
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      <header class="post-header">
        <h1 class="post-title" itemprop="name headline">
          LV16-01-ARM体系结构介绍
        </h1>

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        <i class="far fa-calendar"></i>
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      <span class="post-meta-item-text">发表于</span>

      <time title="创建时间：2023-06-04 22:06:22" itemprop="dateCreated datePublished" datetime="2023-06-04T22:06:22+08:00">2023-06-04</time>
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        </div>
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    <div class="post-body" itemprop="articleBody"><p>本文主要是ARM体系结构介绍相关笔记，若笔记中有错误或者不合适的地方，欢迎批评指正😃。</p>
<span id="more"></span>

<!-- Photo: https://fanhua-picture.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/01%E5%B5%8C%E5%85%A5%E5%BC%8F%E5%BC%80%E5%8F%91/01HQ%E8%AF%BE%E7%A8%8B%E4%BD%93%E7%B3%BB/LV16-STM32%E5%BC%80%E5%8F%91/LV16-01-ARM%E4%BD%93%E7%B3%BB%E7%BB%93%E6%9E%84%E4%BB%8B%E7%BB%8D/img/ -->

<details class="folding-tag" blue><summary> 点击查看使用工具及版本 </summary>
              <div class='content'>
              <table>    <tr>        <td align="center" width=150px>Windows</td>        <td align="left">windows11</td>    </tr>    <tr>        <td align="center">Ubuntu</td>        <td align="left">Ubuntu16.04的64位版本</td>      </tr>    <tr>        <td align="center">VMware® Workstation 16 Pro</td>        <td align="left">16.2.3 build-19376536</td>      </tr>    <tr>        <td align="center">SecureCRT</td>        <td align="left">Version 8.7.2 (x64 build 2214)   -   正式版-2020年5月14日</td>      </tr>    <tr>        <td align="center">开发板</td>        <td align="left">正点原子 i.MX6ULL Linux阿尔法开发板</td>      </tr>    <tr>        <td align="center">uboot</td>        <td align="left">NXP官方提供的uboot，NXP提供的版本为uboot-imx-rel_imx_4.1.15_2.1.0_ga(使用的uboot版本为U-Boot 2016.03)</td>      </tr>    <tr>        <td align="center">linux内核</td>        <td align="left">linux-4.15(NXP官方提供)</td>      </tr>    <tr>        <td align="center">STM32开发板</td>        <td align="left">正点原子战舰V3(STM32F103ZET6)</td>      </tr></table>
              </div>
            </details>

<details class="folding-tag" blue><summary> 点击查看本文参考资料 </summary>
              <div class='content'>
              <ul><li>通用</li></ul><table><tr><td align="center">分类  </td><td align="center">网址</td><td align="center">说明</td></tr><tr><td align="center" rowspan="4">官方网站</td><td align="left"><a href="https://www.arm.com/" target="_blank">https://www.arm.com/</a></td><td align="left">ARM官方网站，在这里我们可以找到Cotex-Mx以及ARMVx的一些文档</td></tr><tr>                                            <td align="left"><a href="https://www.st.com/content/st_com/zh.html" target="_blank">https://www.st.com/content/st_com/zh.html</a></td><td align="left">ST官方网站，在这里我们可以找到STM32的相关文档</td></tr><tr>                                            <td align="left"><a href="https://www.stmcu.com.cn/" target="_blank">https://www.stmcu.com.cn/</a></td><td align="left">意法半导体ST中文官方网站，在这里我们可以找到STM32的相关中文参考文档</td></tr><tr>                                            <td align="left"><a href="http://elm-chan.org/fsw/ff/00index_e.html" target="_blank">http://elm-chan.org/fsw/ff/00index_e.html</a></td><td align="left">FatFs文件系统官网</td></tr><tr><td align="center" rowspan="3">教程书籍</td><td align="left"><a href="STM32开发相关资料/01ARM参考资料/ARM Cortex-M3权威指南(中文).pdf" target="_blank">《ARM Cortex-M3权威指南》</a></td><td alirn="left" rowspan="3">ARM公司专家Joseph Yiu（姚文祥）的力作，中文翻译是NXP的宋岩</td></tr><tr>                                            <td align="left"><a href="STM32开发相关资料/01ARM参考资料/ARM Cortex-M0权威指南(中文).pdf" target="_blank">《ARM Cortex-M0权威指南》</a></td></tr><tr>                                            <td align="left"><a href="" target="_blank">《ARM Cortex-M3与Cortex-M4权威指南》</a></td></tr><tr><td align="center" rowspan="4">开发论坛</td><td align="left"><a href="http://47.111.11.73/forum.php" target="_blank">http://47.111.11.73/forum.php</a></td><td align="left">开源电子网，正点原子的资料下载及问题讨论论坛</td></tr><tr>                                            <td align="left"><a href="https://www.firebbs.cn/forum.php" target="_blank">https://www.firebbs.cn/forum.php</a></td><td align="left">国内Kinetis开发板-野火/秉火（刘火良）主持的论坛，现也做STM32和i.MX RT</td></tr><tr>                                            <td align="left"><a href="https://www.amobbs.com/index.php" target="_blank">https://www.amobbs.com/index.php</a></td><td align="left">阿莫（莫进明）主持的论坛，号称国内最早最火的电子论坛，以交流Atmel AVR系列单片机起家，现已拓展到嵌入式全平台，其STM32系列帖子有70W+。</td></tr><tr>                                            <td align="left"><a href="http://download.100ask.net/index.html" target="_blank">http://download.100ask.net/index.html</a></td><td align="left">韦东山嵌入式资料中心，有些STM32和linux的相关资料也可以来这里找。</td></tr><tr><td align="center" rowspan="3">博客参考</td><td align="left"><a href="http://www.openedv.com/" target="_blank">http://www.openedv.com/</a></td><td align="left">开源网-原子哥个人博客</td></tr><tr>                                            <td align="left"><a href="http://blog.chinaaet.com/jihceng0622" target="_blank">http://blog.chinaaet.com/jihceng0622</a></td><td align="left">博主是原Freescale现NXP的现场应用工程师</td></tr><tr>                                            <td align="left"><a href="https://community.arm.com/arm-community-blogs/b/architectures-and-processors-blog/posts/cortex-m-resources" target="_blank">cortex-m-resources</a></td><td align="left">这其实并不算是一个博客，这是ARM公司专家Joseph Yiu收集整理的所有对开发者有用的官方Cortex-M资料链接（也包含极少数外部资源链接）</td></tr></table><ul><li>STM32</li></ul><table>    <tr><td align="center" rowspan="2">STM32</td><td align="left"><a href="https://doc.embedfire.com/mcu/stm32/f103/hal_general/zh/latest/index.html" target="_blank">STM32 HAL库开发实战指南——基于F103系列开发板</a></td><td align="left">野火STM32开发教程在线文档</td></tr><tr>                                            <td align="left"><a href="https://doc.embedfire.com/mcu/stm32/f103badao/std/zh/latest/index.html" target="_blank">STM32库开发实战指南——基于野火霸道开发板</a></td><td align="left">野火STM32开发教程在线文档</td></tr></table><ul><li>SD卡</li></ul><table>    <tr><td align="left"><a href="https://www.sdcard.org/" target="_blank">SD Association</a></td><td align="left">提供了SD存储卡和SDIO卡系统规范</td></tr></table>
              </div>
            </details>

<details class="folding-tag" blue><summary> 点击查看相关文件下载 </summary>
              <div class='content'>
              <table>    <tr><td align="left"><a href="https://www.st.com/resource/en/datasheet/stm32f103ze.pdf" target="_blank">STM32F103xx英文数据手册</a></td><td align="left">STM32F103xC/D/E系列的英文数据手册</td></tr>    <tr><td align="left"><a href="https://www.stmcu.com.cn/Designresource/detail/localization_document%20/709978" target="_blank">STM32F103xx中文数据手册</a></td><td align="left">STM32F103xC/D/E系列的中文数据手册</td></tr>    <tr><td align="left"><a href="https://www.st.com/resource/en/reference_manual/rm0008-stm32f101xx-stm32f102xx-stm32f103xx-stm32f105xx-and-stm32f107xx-advanced-armbased-32bit-mcus-stmicroelectronics.pdf" target="_blank">STM32F10xxx英文参考手册（RM0008）</a></td><td align="left">STM32F10xxx系列的英文参考手册</td></tr>    <tr><td align="left"><a href="https://www.stmcu.com.cn/Designresource/detail/localization_document%20/710001" target="_blank">STM32F10xxx中文参考手册（RM0008）</a></td><td align="left">STM32F10xxx系列的中文参考手册</td></tr>    <tr><td align="left"><a href="https://developer.arm.com/documentation/100165/0201/?lang=en" target="_blank">Arm Cortex-M3 处理器技术参考手册-英文版</a></td><td align="left">Cortex-M3技术参考手册-英文版</td></tr>    <tr><td align="left"><a href="https://www.st.com/resource/en/programming_manual/pm0056-stm32f10xxx20xxx21xxxl1xxxx-cortexm3-programming-manual-stmicroelectronics.pdf" target="_blank">STM32F10xxx Cortex-M3编程手册-英文版(PM0056)</a></td><td align="left">STM32F10xxx/20xxx/21xxx/L1xxxx系列Cortex-M3编程手册-英文版</td></tr>    <tr><td align="left"><a href="https://www.sdcard.org/downloads/pls/" target="_blank">SD卡相关资料——最新版本</a></td><td align="left">有关SD卡的一些资料可以从这里下载</td></tr>    <tr><td align="left"><a href="https://www.sdcard.org/downloads/pls/archives/" target="_blank">SD卡相关资料——历史版本</a></td><td align="left">有关SD卡的一些历史版本资料可以从这里下载，比如后边看的SD卡2.0协议</td></tr>    <tr><td align="left"><a href="./" target="_blank">SD 2.0 协议标准完整版</a></td><td align="left">这是一篇关于SD卡2.0协议的中文文档，还是比较有参考价值的，可以一看</td></tr></table>
              </div>
            </details> 

<h1 id="一、-ARM简介"><a href="#一、-ARM简介" class="headerlink" title="一、 ARM简介"></a><font size=3>一、 ARM简介</font></h1><h2 id="1-为什么要学习ARM"><a href="#1-为什么要学习ARM" class="headerlink" title="1. 为什么要学习ARM?"></a><font size=3>1. 为什么要学习ARM?</font></h2><p>在我们的生活中，STM32的应用得很广泛，像下边这些产品，可能都会用到STM32：</p>
<img data-src="https://fanhua-picture.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/01%E5%B5%8C%E5%85%A5%E5%BC%8F%E5%BC%80%E5%8F%91/01HQ%E8%AF%BE%E7%A8%8B%E4%BD%93%E7%B3%BB/LV16-STM32%E5%BC%80%E5%8F%91/LV16-01-ARM%E4%BD%93%E7%B3%BB%E7%BB%93%E6%9E%84%E4%BB%8B%E7%BB%8D/img/image-20230408170339636.png" alt="image-20230408170339636" style="zoom:33%;" />

<p>而STM32是一个微处理器，也就是MCU，它的结构一般如下：</p>
<img data-src="https://fanhua-picture.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/01%E5%B5%8C%E5%85%A5%E5%BC%8F%E5%BC%80%E5%8F%91/01HQ%E8%AF%BE%E7%A8%8B%E4%BD%93%E7%B3%BB/LV16-STM32%E5%BC%80%E5%8F%91/LV16-01-ARM%E4%BD%93%E7%B3%BB%E7%BB%93%E6%9E%84%E4%BB%8B%E7%BB%8D/img/image-20230408170245470.png" alt="image-20230408170245470" style="zoom: 33%;" />

<p>STM32的核心部件CPU是 Cortex-M 系列处理器，这个处理器就是ARM公司进行设计的。</p>
<h2 id="2-ARM公司简介"><a href="#2-ARM公司简介" class="headerlink" title="2. ARM公司简介"></a><font size=3>2. ARM公司简介</font></h2><p>ARM（Advanced RISC Machines）有三种含义：它是一个公司的名称、它是一类微处理器的通称、它是一种技术的名称。</p>
<p>ARM 公司是微处理器行业的一家知名企业：</p>
<ul>
<li><p>知识产权供应商</p>
</li>
<li><p>设计基于ARM体系的处理器；</p>
</li>
<li><p>公司并不生产芯片，也不出售芯片；</p>
</li>
<li><p>转让设计方案给半导体厂商，由半导体厂商生产soc，并销售；</p>
</li>
<li><p>提供一些其他设计服务，比如物理IP，图形内核和开发工具的设计。</p>
</li>
</ul>
<h2 id="3-ARM处理器家族"><a href="#3-ARM处理器家族" class="headerlink" title="3. ARM处理器家族"></a><font size=3>3. ARM处理器家族</font></h2><img data-src="https://fanhua-picture.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/01%E5%B5%8C%E5%85%A5%E5%BC%8F%E5%BC%80%E5%8F%91/01HQ%E8%AF%BE%E7%A8%8B%E4%BD%93%E7%B3%BB/LV16-STM32%E5%BC%80%E5%8F%91/LV16-01-ARM%E4%BD%93%E7%B3%BB%E7%BB%93%E6%9E%84%E4%BB%8B%E7%BB%8D/img/image-20230417222640893.png" alt="image-20230417222640893" style="zoom: 33%;" />

<ul>
<li>早先经典处理器</li>
</ul>
<p>包括ARM7、ARM9、ARM11家族。例如：</p>
<img data-src="https://fanhua-picture.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/01%E5%B5%8C%E5%85%A5%E5%BC%8F%E5%BC%80%E5%8F%91/01HQ%E8%AF%BE%E7%A8%8B%E4%BD%93%E7%B3%BB/LV16-STM32%E5%BC%80%E5%8F%91/LV16-01-ARM%E4%BD%93%E7%B3%BB%E7%BB%93%E6%9E%84%E4%BB%8B%E7%BB%8D/img/image-20230408172413552.png" alt="image-20230408172413552" style="zoom:33%;" />

<ul>
<li>Cortex-M 系列</li>
</ul>
<p>为单片机驱动的系统提供的低成本优化方案，应用于传统的微控制器市场，智能传感器，汽车周边部件等。例如：</p>
<img data-src="https://fanhua-picture.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/01%E5%B5%8C%E5%85%A5%E5%BC%8F%E5%BC%80%E5%8F%91/01HQ%E8%AF%BE%E7%A8%8B%E4%BD%93%E7%B3%BB/LV16-STM32%E5%BC%80%E5%8F%91/LV16-01-ARM%E4%BD%93%E7%B3%BB%E7%BB%93%E6%9E%84%E4%BB%8B%E7%BB%8D/img/image-20230408172437122.png" alt="image-20230408172437122" style="zoom:33%;" />

<table>
<thead>
<tr>
<th>处理器</th>
<th>描述</th>
</tr>
</thead>
<tbody><tr>
<td>Cortex-M0</td>
<td>面向低成本、超低功耗的微控制器和深度嵌入应用</td>
</tr>
<tr>
<td>Cortex-M1</td>
<td>针对FPGA优化设计的处理器</td>
</tr>
<tr>
<td>Cortex-M3</td>
<td>面向低功耗、低成本设计的处理器， 具有较高计算性能和快速响应能力</td>
</tr>
<tr>
<td>Cortex-M4</td>
<td>在M3基础上， 增加数据信号处理(DSP)指令集， 具有较高的信号处理能力</td>
</tr>
<tr>
<td>Cortex-M7</td>
<td>在M4基础上， 加强性能， 针对高端控制器和数据处理密集的应用开发</td>
</tr>
</tbody></table>
<ul>
<li>Cortex-A 系列</li>
</ul>
<p>针对开放式操作系统的高性能处理器；应用于智能手机，数字电视，智能本等高端运用。 例如：</p>
<img data-src="https://fanhua-picture.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/01%E5%B5%8C%E5%85%A5%E5%BC%8F%E5%BC%80%E5%8F%91/01HQ%E8%AF%BE%E7%A8%8B%E4%BD%93%E7%B3%BB/LV16-STM32%E5%BC%80%E5%8F%91/LV16-01-ARM%E4%BD%93%E7%B3%BB%E7%BB%93%E6%9E%84%E4%BB%8B%E7%BB%8D/img/image-20230408173123943.png" alt="image-20230408173123943" style="zoom:33%;" />

<ul>
<li>Cortex-R 系列</li>
</ul>
<p>针对实时系统、满足实时性的控制需求；应于汽车制动系统，动力系统等。例如：</p>
<img data-src="https://fanhua-picture.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/01%E5%B5%8C%E5%85%A5%E5%BC%8F%E5%BC%80%E5%8F%91/01HQ%E8%AF%BE%E7%A8%8B%E4%BD%93%E7%B3%BB/LV16-STM32%E5%BC%80%E5%8F%91/LV16-01-ARM%E4%BD%93%E7%B3%BB%E7%BB%93%E6%9E%84%E4%BB%8B%E7%BB%8D/img/image-20230408173215526.png" alt="image-20230408173215526" style="zoom:33%;" />

<h2 id="4-ARM处理器架构"><a href="#4-ARM处理器架构" class="headerlink" title="4. ARM处理器架构"></a><font size=3>4. ARM处理器架构</font></h2><p>体系结构定义指令集和基于这一体系结构下处理器的编程模型（基本数据类型、工作模型、寄存器组）。基于同种体系结构可以有多种处理器、每个处理器的性能不同，面向的应用领域也不同。</p>
<p>ARM体系结构发展：</p>
<p> 　目前ARM体系架构共定义了8个版本V1-V8。V1-V3 最早的版本，目前已废弃； V4-V6 经典处理器中运用的比较多； V7 目前Cortex系列处理器主要是这种架构、支持Thumb-2的32位指令集；V8 兼容ARMv7架构的特性，并支持64位数据处理。</p>
<img data-src="https://fanhua-picture.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/01%E5%B5%8C%E5%85%A5%E5%BC%8F%E5%BC%80%E5%8F%91/01HQ%E8%AF%BE%E7%A8%8B%E4%BD%93%E7%B3%BB/LV16-STM32%E5%BC%80%E5%8F%91/LV16-01-ARM%E4%BD%93%E7%B3%BB%E7%BB%93%E6%9E%84%E4%BB%8B%E7%BB%8D/img/image-20230408173439990.png" alt="image-20230408173439990" style="zoom:50%;" />

<h2 id="5-指令集"><a href="#5-指令集" class="headerlink" title="5. 指令集"></a><font size=3>5. 指令集</font></h2><h3 id="5-1指令集的概念"><a href="#5-1指令集的概念" class="headerlink" title="5.1指令集的概念"></a><font size=3>5.1指令集的概念</font></h3><ul>
<li><p>处理器能够识别并执行的指令集合；</p>
</li>
<li><p>每一条指令可处理一个简单或复杂操作（加、加乘…）；</p>
</li>
<li><p>每一条指令对应一条或几条汇编指令。</p>
</li>
</ul>
<h3 id="5-2指令集常见分类"><a href="#5-2指令集常见分类" class="headerlink" title="5.2指令集常见分类"></a><font size=3>5.2指令集常见分类</font></h3><ul>
<li><p>复杂指令集（CISC）：包含处理复杂操作的特定指令，指令长度不固定，执行需要多个周期。</p>
</li>
<li><p>精简指令集（RISC）：指令简单而有效，格式和长度通常是固定的，大多数指令在一个周期内可以执行完毕，</p>
</li>
</ul>
<p>【说明】ARM的内核是基于RISC体系结构的。</p>
<h2 id="6-ARM的CPU和指令数据的关系"><a href="#6-ARM的CPU和指令数据的关系" class="headerlink" title="6. ARM的CPU和指令数据的关系"></a><font size=3>6. ARM的CPU和指令数据的关系</font></h2><h3 id="6-1哈佛结构和冯诺依曼结构"><a href="#6-1哈佛结构和冯诺依曼结构" class="headerlink" title="6.1哈佛结构和冯诺依曼结构"></a><font size=3>6.1哈佛结构和冯诺依曼结构</font></h3><ul>
<li>冯·诺依曼结构</li>
</ul>
<p>冯·诺依曼结构（von Neumann architecture）又称作普林斯顿体系结构（Princetion architecture）。冯·诺依曼结构的处理器使用同一个存储器，经由同一个总线传输。冯·诺依曼结构处理器具有以下几个特点：</p>
<p>（1）必须有一个存储器；</p>
<p>（2）必须有一个控制器；</p>
<p>（3）必须有一个运算器，用于完成算术运算和逻辑运算；</p>
<p>（4）必须有输入和输出设备，用于进行人机通信。</p>
<ul>
<li>哈佛结构</li>
</ul>
<p>哈佛结构是一种将<strong>程序指令存储</strong>和<strong>数据存储</strong>分开的存储器结构。中央处理器首先到程序指令存储器中读取程序指令内容，解码后得到数据地址，再到相应的数据存储器中读取数据，并进行下一步的操作（通常是执行）。程序指令存储和数据存储分开，可以使<strong>指令和数据有不同的数据宽度</strong>，如Microchip公司的PIC16芯片的程序指令是14位宽度，而数据是8位宽度。</p>
<p>哈佛结构的微处理器通常具有较高的执行效率。其程序指令和数据指令分开组织和存储的，执行时可以预先读取下一条指令。哈佛结构是指程序和数据空间独立的体系结构， 目的是为了减轻程序运行时的访存瓶颈。哈佛结构能基本上解决取指和取数的冲突问题。</p>
<ul>
<li>两种总线体系的区别</li>
</ul>
<p>二者的区别就是程序空间和数据空间是否是一体的。冯·诺依曼结构数据空间和地址空间不分开，哈佛结构数据空间和地址空间是分开的。</p>
<h3 id="6-2-ARM是什么结构？"><a href="#6-2-ARM是什么结构？" class="headerlink" title="6.2 ARM是什么结构？"></a><font size=3>6.2 ARM是什么结构？</font></h3><p>ARM是哈佛结构。</p>
<h1 id="二、几个概念"><a href="#二、几个概念" class="headerlink" title="二、几个概念"></a><font size=3>二、几个概念</font></h1><h2 id="1-SOC（System-on-Chip）"><a href="#1-SOC（System-on-Chip）" class="headerlink" title="1. SOC（System on Chip）"></a><font size=3>1. SOC（System on Chip）</font></h2><p>SOC(片上系统)：指的是在单个芯片上集成一个完整的计算机系统，所谓完整的系统一般包括中央处理器(CPU)、存储器、以及外围电路等。整体的一个电路系统，完成一个具体功能的东西。</p>
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<h2 id="2-CPU（Central-Processing-Unit）"><a href="#2-CPU（Central-Processing-Unit）" class="headerlink" title="2. CPU（Central Processing Unit）"></a><font size=3>2. CPU（Central Processing Unit）</font></h2><p>CPU(Central Processing Unit)，是一台计算机的运算核心和控制核心。CPU由运算器、控制器和寄存器及实现它们之间联系的数据、控制及状态的总线构成。众所周知的三级流水线：取址、译码、执行的对象就是CPU，差不多所有的CPU的运作原理可分为四个阶段：提取(Fetch)、解码(Decode)、执行(Execute)和写回(Writeback)。 CPU从存储器或高速缓冲存储器中取出指令，放入指令寄存器，并对指令译码，并执行指令。所谓的计算机的可编程性主要是指对CPU的编程。</p>
<h2 id="3-MPU-Micro-Processor-Unit"><a href="#3-MPU-Micro-Processor-Unit" class="headerlink" title="3. MPU (Micro Processor Unit)"></a><font size=3>3. MPU (Micro Processor Unit)</font></h2><p>微处理器(Micro-Processor Unit， MPU)。通常代表一个功能强大的CPU(暂且理解为增强版的CPU吧)，但不是为任何已有的特定计算目的而设计的芯片。类似通用计算机的CPU，主要负责处理计算，需要外加RAM、Flash、电源等电路。  这种芯片往往是个人计算机和高端工作站的核心CPU。例如Intel 的X86，ARM的一些Cortex-A芯片如飞思卡尔i.MX6、全志A20、TI AM335X等都属于MPU。</p>
<p>MCU和MPU的本质区别是因为应用场景的定位不同。 MPU注重通过相对强大的运算&#x2F;处理能力，执行复杂多样的大型程序，因此常需要外挂运行内存(RAM)、存储器(Flash)等。 MCU注重功能较为单一、价格敏感的应用场景，不需要相对强大的运算&#x2F;处理能力，更多的是对设备管理&#x2F;控制，因此不需要大容量的RAM、 Flash来运行大型程序， 于是将RAM、 Flash全集成在一起，大家也就俗称“单片机” 。  </p>
<img data-src="https://fanhua-picture.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/01%E5%B5%8C%E5%85%A5%E5%BC%8F%E5%BC%80%E5%8F%91/01HQ%E8%AF%BE%E7%A8%8B%E4%BD%93%E7%B3%BB/LV16-STM32%E5%BC%80%E5%8F%91/LV16-01-ARM%E4%BD%93%E7%B3%BB%E7%BB%93%E6%9E%84%E4%BB%8B%E7%BB%8D/img/image-20230417224041624.png" alt="image-20230417224041624" style="zoom: 33%;" />

<p>随着技术的发展，市场及需求的变化， MPU和MCU的界限日趋模糊。 高端的32位MCU主频越来越高， 已经反超低端MPU主频， MCU也有外挂RAM和Flash的场景，依靠硬件结构去区分逐渐困难。 可以简单的认为，嵌入式微处理器MPU， 通常运行Linux、 Android等非实时操作系统，应用在高端应用市场，比如智能手机、 路由器等消费电子市场领域，而嵌入式微控制器MCU， 常用运行裸机或实时性操作系统，应用在中、低端应用市场， 比如家电控制领域、工业控制领域等。  </p>
<h2 id="4-MCU（Micro-Control-Unit）"><a href="#4-MCU（Micro-Control-Unit）" class="headerlink" title="4. MCU（Micro Control Unit）"></a><font size=3>4. MCU（Micro Control Unit）</font></h2><p>微控制器 (Micro-Controller Unit ， MCU) ， 俗称单片机 。 之所以称之为单片机 (Single Chip Microcomputer)， 是因为不同于其它处理器，它将CPU、 RAM(随机存储器)、 ROM(只读存储器)、 I&#x2F;O、中断系统、定时器等各种功能外设资源集中到一个芯片上。 这个芯片就是一个完整的微型计算机， 只需要供电或加上极少的外围电路即可工作（运行代码）。</p>
<p>单片机有处理器，有各种接口，所有的开发都是基于已经存在的系统架构，应用者要做的就是开发软件程序和加外部设备。而像ARM（Cortex-A系列）直接放代码是运行不了的，因为它本质上只是增强版的CPU，必须添加相应的RAM和ROM。</p>
<p>常见的MCU有80C51系列单片机、 Atmel公司的AVR系列单片机、 Microchip公司的PIC系列单片机、 TI公司的MSP430系列单片机、 ST公司的STM32系列单片机、 NXP公司的LPC1700系列单片机。早期的MCU主要是8位，后面发展出16位，再到现在主流的已经是32位。 此外， 主频不断提高、 ROM不断增大、外设不断增多，单片机的应用领域和场合越来越大。  </p>
<h2 id="5-DSP"><a href="#5-DSP" class="headerlink" title="5. DSP"></a><font size=3>5. DSP</font></h2><p>DSP通常有两个含义。</p>
<ul>
<li>数字信号处理（ Digital Signal  Processing， DSP），是一门学科技术， 使用数值计算的方式对信号进行加工处理的理论和技术。</li>
<li>数字信号处理器（ Digital Signal Processor， DSP）， 是一种专门用于数字信号处理领域的微处理器芯片。如下图，就是TI公司的DSP芯片TMS320VC5509A。</li>
</ul>
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<p>DSP芯片为了达到快速处理数字信号处理的目的， 采用了许多特殊软硬件结构。 首先是采用哈佛结构，将程序和数据分开，同时为处理器提供指令和数据。 然后采用多级流水线技术，在指令周期内可以执行更多指令。 加上专用的硬件乘法器、特殊的DSP指令， 使得DSP芯片在计算处理上，远超同主频的MCU或MPU。DSP芯片拥有强大的数据处理能力， 在数字信号处理领域，如调制&#x2F;解调、数据加密&#x2F;解密、图形处理、数字滤波、音频处理等计算密集型的场景广泛应用。  </p>
<h2 id="6-FPGA"><a href="#6-FPGA" class="headerlink" title="6. FPGA"></a><font size=3>6. FPGA</font></h2><p>现场可编程门阵列（ Field－ Programmable Gate Array， FPGA）， 由可编程互连连接的可配置逻辑块(CLB) 矩阵构成的半导体器件。 </p>
<p>通俗地说， FPGA就是一个可以通过编程改变内部硬件结构，实现所需功能的芯片。 前面的MCU、 DSP等都是硬件资源固定，只能通过修改软件实现所需功能。而FPGA是通过硬件描述语言或其它方式修改硬件，将FPGA变为CPU或专用芯片，来实现控制或算法。 因此， MCU、 DSP能够实现的功能， FPGA理论上都可以实现，反之则不一定。 如图为Xilinx公司的FPGA芯片XC3S400A。  </p>
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<p>FPGA主要有两大优势： 高速和灵活。 FPGA使用硬件处理数据，采用并发和流水技术，多个模块之间可以同时并行执行。 FPGA可以根据现场情况配置器件功能，能够在技术和需求变化时重新配置，实现系统优化升级。在某些通信领域，需要处理高速的通信协议，同时通信协议随时都可能修改，不适合做成专门的芯片，FPGA的高速、灵活就便成了首选。虽然FPGA功能强大，但实际工程项目中，还需考虑硬件成本、开发难度和市场需求等因素。 一些简单的控制场合， 尽管FPGA和MCU都能胜任，但MCU价格低廉和研发简单，更划算。  </p>
<h1 id="三、资料查找"><a href="#三、资料查找" class="headerlink" title="三、资料查找"></a><font size=3>三、资料查找</font></h1><h2 id="1-ARM相关的官网"><a href="#1-ARM相关的官网" class="headerlink" title="1. ARM相关的官网"></a><font size=3>1. ARM相关的官网</font></h2><p>我们可以直接搜索arm便可以找到ARM的官网，我们主要是要到文档的搜索界面去：<a target="_blank" rel="noopener" href="https://developer.arm.com/documentation">Documentation – Arm Developer</a></p>
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<p>我们可以直接在这里搜索我们需要的文档。</p>

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            ----------本文结束
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            感谢您的阅读----------
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  <div class="my_post_copyright"> 
    <p><span>文章标题:</span><a href="/post/8043cf88.html">LV16-01-ARM体系结构介绍</a></p>
    <p><span>文章作者:</span><a href="/" title="欢迎访问 《苏木》 的学习笔记">苏木</a></p>
    <p><span>发布时间:</span>2023年06月04日 - 22:06</p>
    <p><span>最后更新:</span>2025年06月14日 - 00:25</p>
    <p><span>原始链接:</span><a href="/post/8043cf88.html" title="LV16-01-ARM体系结构介绍">https://sumumm.github.io/post/8043cf88.html</a></p>
    <p><span>许可协议:</span><i class="fab fa-creative-commons"></i> <a rel="license" href= "https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/" target="_blank" title="Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International (CC BY-NC-ND 4.0)">署名-非商业性使用-禁止演绎 4.0 国际</a> 转载请保留原文链接及作者。</p>  
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              <a href="/tags/LV16-STM32%E5%BC%80%E5%8F%91/" rel="tag"><i class="fa fa-tag"></i> LV16-STM32开发</a>
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                  <i class="fa fa-angle-left"></i> LV16-02-常见存储器
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                  通信协议-05-RS232通信 <i class="fa fa-angle-right"></i>
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    <span class="author" itemprop="copyrightHolder">苏木</span>
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